Actuellement, les batteries au lithium sont de plus en plus utilisées dans divers appareils numériques tels que les ordinateurs portables, les appareils photo numériques et les caméscopes numériques. Elles offrent également de vastes perspectives dans les secteurs de l'automobile, des stations de base mobiles et des centrales de stockage d'énergie. Dans ce cas, l'utilisation des batteries ne se limite plus aux batteries seules, comme dans les téléphones portables, mais se présente davantage sous forme de packs de batteries en série ou en parallèle.
La capacité et la durée de vie d'une batterie dépendent non seulement de chaque batterie individuellement, mais aussi de l'homogénéité de leur comportement. Une faible homogénéité réduit considérablement les performances de la batterie. L'homogénéité de l'autodécharge est un facteur déterminant. Une batterie présentant une autodécharge irrégulière affichera un état de charge (SOC) très différent après une période de stockage, ce qui affectera fortement sa capacité et sa sécurité.
Pourquoi l'autodécharge se produit-elle ?
Lorsque la batterie est ouverte, la réaction décrite ci-dessus ne se produit pas, mais la puissance diminue tout de même, principalement en raison de l'autodécharge de la batterie. Les principales causes de l'autodécharge sont les suivantes :
a. Fuite d'électrons interne causée par la conduction électronique locale de l'électrolyte ou d'autres courts-circuits internes.
b. Fuite électrique externe due à une mauvaise isolation des joints ou des garnitures de la batterie ou à une résistance insuffisante entre les coques de plomb externes (conducteurs externes, humidité).
c. Réactions électrode/électrolyte, telles que la corrosion de l'anode ou la réduction de la cathode dues à l'électrolyte, aux impuretés.
d. Décomposition partielle du matériau actif de l'électrode.
e. Passivation des électrodes due aux produits de décomposition (insolubles et gaz adsorbés).
f. L'électrode est usée mécaniquement ou la résistance entre l'électrode et le collecteur de courant augmente.
Influence de l'autodécharge
L'autodécharge entraîne une diminution de la capacité pendant le stockage.Plusieurs problèmes typiques causés par une autodécharge excessive :
1. La voiture est restée garée trop longtemps et ne peut pas être démarrée ;
2. Avant que la batterie ne soit mise en stockage, la tension et les autres caractéristiques sont normales, et on constate que la tension est faible, voire nulle, lors de son expédition ;
3. En été, si le GPS de voiture est placé dans la voiture, la batterie ou l'autonomie sera manifestement insuffisante après un certain temps, même si elle est gonflée.
L'autodécharge entraîne une augmentation des différences d'état de charge (SOC) entre les batteries et une réduction de la capacité du pack de batteries.
En raison de l'autodécharge irrégulière de la batterie, l'état de charge (SOC) des éléments du pack sera différent après stockage, ce qui entraînera une baisse de performance. Les clients constatent souvent cette dégradation des performances après réception d'un pack de batteries stocké pendant un certain temps. Lorsque la différence de SOC atteint environ 20 %,, la capacité de la batterie combinée n'est que de 60 à 70 %.
Comment résoudre le problème des grandes différences de SOC causées par l'autodécharge ?
En résumé, il suffit d'équilibrer la puissance de la batterie et de transférer l'énergie de la cellule haute tension vers la cellule basse tension. Il existe actuellement deux méthodes : l'équilibrage passif et l'équilibrage actif.
L'égalisation passive consiste à connecter une résistance d'équilibrage en parallèle à chaque élément de la batterie. Si un élément atteint une surtension prématurée, la batterie peut continuer à se charger et recharger d'autres éléments sous-voltés. Le rendement de cette méthode d'égalisation est faible et l'énergie est dissipée sous forme de chaleur. L'égalisation doit être effectuée pendant la charge et le courant d'égalisation est généralement compris entre 30 et 100 mA.
Égaliseur actifCe procédé équilibre généralement la batterie en transférant l'énergie des cellules présentant une tension excédentaire vers celles dont la tension est plus faible. Cette méthode d'égalisation est très efficace et peut être mise en œuvre aussi bien en charge qu'en décharge. Son courant d'égalisation est plusieurs dizaines de fois supérieur à celui d'un système d'égalisation passif, généralement compris entre 1 A et 10 A.
Date de publication : 17 juin 2023
